[發明專利]一種納米氮化硼增強耐磨球及其制備工藝

無效

• 申請號: 201410558342.5
• 申請日: 2014-10-18
• 公開（公告）號: CN104294186A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 李瑞國
• 申請（專利權）人: 無棣向上機械設計服務有限公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/22;C22C33/04
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技術領域

本發明涉及一種耐磨球，尤其涉及一種納米氮化硼增強耐磨球及其制備工藝。

背景技術

耐磨球（grinding?ball)，是一種用于球磨機中的粉碎介質，用于粉碎磨機中的物料，一種是：以鉻為主要合金元素的白口鑄鐵簡稱鉻合金鑄鐵，以鉻合金鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為鉻合金鑄鐵磨球；另一種是：以球墨鑄鐵為材料的鑄造磨球稱為球墨鑄鐵磨球，其中通過熱處理獲得的基體組織主要是貝氏體的球墨鑄鐵磨球簡稱貝氏體球鐵磨球；通過熱處理獲得的基體組織主要是馬氏體的球墨鑄鐵磨球簡稱馬氏體球鐵磨球。廣泛應用于冶金礦山、水泥建材、火力發電、煙氣脫硫、磁性材料、化工、水煤漿、球團礦、礦渣、超細粉、粉煤灰、碳酸鈣、石英砂等行業。目前，在球磨機中的耐磨球存在硬度不高，使用壽命短，不耐高溫高壓的缺陷。

氮化硼是由氮原子和硼原子所構成的晶體，化學組成為43.6%的硼和56.4%的氮，納米氮化硼廣泛用耐高溫材料、半導體、核子反應器、潤滑劑中，但將其應用于耐磨球中，以增強其的使用壽命還未見相關報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種納米氮化硼增強耐磨球及其制備工藝，以克服現有技術中存在的耐磨球硬度不高，使用壽命短，不耐高溫高壓的缺陷。

為了解決上述問題，本發明提供的技術方案：

一種納米氮化硼增強耐磨球，該耐磨球的化學成分為：納米BN?0.0005～0.875wt%，C?1.0～1.2wt%，Si?0.4～0.8wt%，Mn?1.0～2.1wt%，Mo?0～0.2wt%，Cr?10.2～15.8%，P?0～0.1wt%，S?0～0.06wt%，余量為Fe；金相組織特征為共晶碳化物+馬氏體+奧氏體+二次碳化物，力學性能為淬火態硬度HRC93～140，沖擊值ak38～58J/cm²，落球沖擊疲勞壽命30000次～45000次。

所述的納米氮化硼增強耐磨球的制備工藝，包含以下步驟：

（1）納米BN改性：10g～12g納米BN、100ml無水乙醇及1.5ml～3.0ml硅烷偶聯劑KH560均勻混合后，室溫超聲輻射3.0分鐘～5.0分鐘，減壓蒸餾去除無水乙醇，在烘箱烘干至衡重，烘箱溫度：75℃～85℃，制備改性的納米BN備用；

（2）溶煉：以碳鋼、硅鐵、錳鐵、鉬鐵、純鉻為原科，按C?1.0～1.2wt%，Si?0.4～0.8wt%，Mn?1.0～2.1wt%，Mo?0～0.2wt%，Cr?10.2～15.8%，P?0～0.1wt%，S?0～0.06wt%，余量為Fe進行配料，在氮氣保護下，采用感應電爐熔煉，氮氣流量：5-8L/min，當溶煉爐內的溫度接近730℃時，進行第一次保溫，保溫時間為10min~20min，然后進行第一次攬拌，攪拌時間2min~4min；繼續升溫至750℃進行第二次保溫，加入改性納米BN，保溫時間為15min~30min，然后進行第二次攪拌，攪拌時間約為2min~4min；再靜置30min~40min；

（3）澆注：當溫度降低到650℃時開始進行繞注，繞注成圓鑄淀在空氣中自然冷卻；

（4）時效處理：將鑄件加熱到700℃～850℃，保溫2h～4h，空冷到300℃，保溫1h～3h，空冷至室溫。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

1、納米氮化硼起著彌散強化的作用，因而對增強材料有較好的時效硬化效果，提高增強材料的強度和硬度。

2、納米氮化硼對耐磨球的強化作用明顯，耐磨球的沖擊值和落球沖擊疲勞壽命分別提高了32.8%和42.5%。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對發明的技術方案作進一步具體說明。

硅烷偶聯劑KH560，南京強衛化工有限公司生產；無水乙醇，分析純，北京北化精細品有限責任公司生產；超聲波粉碎機JY-92型，功率1800W，購自寧波新芝生物科技有限公司。

實施例1

一種納米氮化硼增強耐磨球，其特征在于該耐磨球的化學成分為：納米BN?0.0005wt%，C?1.0wt%，Si?0.4wt%，Mn?1.0wt%，Cr?10.2%，余量為Fe；金相組織特征為共晶碳化物+馬氏體+奧氏體+二次碳化物，力學性能為淬火態硬度HRC93，沖擊值ak38J/cm²，落球沖擊疲勞壽命30000次。

所述的納米氮化硼增強耐磨球的制備工藝，其特征在于包含以下步驟：